ARM微控制器LPC210X的LCD接口技術(shù)

摘要：本文分別以GPI0口直接連接、串行轉(zhuǎn)換連接、CPLD分部連接三種方法闡述了無外部總線的Philips ARM微控制器LPC210X與點(diǎn)陣圖形液晶顯示器的接口設(shè)計(jì)，并給出硬件電路框圖和主要程序。 關(guān)鍵詞：ARM LPC210X LCD接口 串并轉(zhuǎn)換 CPLD 引言 Philips最近推出了其第一款基于ARM內(nèi)核的控制器LPC210X，但由于LPC210X外部總線不開放，無法擴(kuò)展內(nèi)存、驅(qū)動液晶顯示器等，給它的推廣帶來了一定的影響。筆者最近在一工控板項(xiàng)目中采用了該系列芯片，項(xiàng)目后斯應(yīng)客戶要求需對幾個(gè)參量進(jìn)行顯示并擴(kuò)展鍵盤，不得已之下，采用了CPLD，并利用了GPIO口模擬總線和液晶時(shí)序與點(diǎn)陣圖形液日模塊HS12864-16建立了連接。下面詳細(xì)探討包括該種連接的三種接口方式。 1 LPC210X的GPI0口和HS12864-16A介紹 LPC210X控制器包含LPC2104、LPC2105、LPC2106，除了片內(nèi)靜態(tài)RAM不同外，其他完全相同。該系列器件具有32個(gè)GPIO口(P0.0～P0.31)，沒有外部總線，大多GPIO口是復(fù)用口，所以它一般不適合連接大屏幕液晶顯示器，但驅(qū)動小規(guī)模液晶模塊進(jìn)行工業(yè)控制上的參量顯示還是非常合適的。 GPIO包含四個(gè)寄存器，如表1所列。 表1 配置GPI0口的四個(gè)寄存器 名 稱地 址 描 述 IOPIN 0xE0028000 引腳值寄存器，引腳當(dāng)前狀態(tài)都從該寄存器讀出 IOSET 0xE0028004 輸出置位寄存器，只能寫1，對應(yīng)引腳輸出高電平 IOCLR 0xE0028008 輸出清零寄存器，只能寫1，對應(yīng)引腳輸出低電平 IODIR 0xE002800C 方向控制寄存器?？刂泼總€(gè)I/O方向另外GPIO口還包含兩個(gè)引腳連接模塊寄存器PINSEL0、PINSEL1，用來為32個(gè)引腳配置I/O功能或其他特殊功能。 HS12864-16A是內(nèi)部不帶字符發(fā)生器的3V液晶模塊(LPC210X可直接驅(qū)動5V液晶模塊俁考慮到功耜耗，不贊成連接)，其主要引腳如表2所列)。 表2 HS12864-16A引腳525252 引 腳 號引 腳 名 稱 描 述 1、23、 VSS、VDD、V0 電源(3.3V)、電源地、驅(qū)動負(fù)太 4 D/I 數(shù)據(jù)指令選擇 5 R/W 讀寫選擇 6 E 使能，R/W=0,下降沿鎖存DB7DB0 7～14 DB0～DB7 數(shù)據(jù)線 15、16 CS1、CS2 左、右半屏選擇 17 RET 復(fù)位，低電平復(fù)位 18 Vout LCD驅(qū)動負(fù)壓，-10V，分壓接3腳 19、20 EN、NO 背光電源 顯示屏由128%26;#215;64點(diǎn)陣組成，共有64行，分為8頁，每頁8行，每行128列。寫指令規(guī)則如下：當(dāng)D/I=0、R/W=0，所有指令由傳輸?shù)綌?shù)據(jù)線的8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)決定，開顯示為0x3f，并顯示為0x3e，傳輸行、列地址由2低6位決定，傳輸頁地址為低3位決定。 2 三種接口設(shè)計(jì) 2.1 直接連接法 連接框圖如圖1所示。 該種方式占用GPIO口較多，對于要大量應(yīng)用GPIO口復(fù)用功能的系統(tǒng)并不合適。為便于說明，圖1將LPC210X的P0.0～P0.12選為連接的13 個(gè)口，具體到設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，可根據(jù)系統(tǒng)用到功能對應(yīng)GPIO口復(fù)用功能進(jìn)行選取和配置。HS12864-16A的數(shù)據(jù)線為8條，所以存在于Flash中的字模也是按8位存的，可由字模軟件得出，傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的時(shí)候要滿足以下時(shí)序：首先使D/I為高電平，R/W為低電平，接著將Flash里的某個(gè)8位二進(jìn)制字模傳送到8個(gè)I/O口上，然后使能E模擬下降沿時(shí)序，把數(shù)據(jù)鎖存到液晶顯示器內(nèi)部的顯示存儲器中即可顯示。 程序由ADS1.2編譯器編譯。

GPIO口配置： #define LCD_DI 0x00000100 ;指令選擇線P0.8 #define LCD_RW 0x00000200 //讀寫選擇線P0.9 #define LCD_E 0x00000400 //使能線P0.10 #define LCD_CS1 0x00000800 //左屏選擇線P0.11 #define LCD_CS1 0x00000800 //左屏選擇線P0.11 #define IO_USE 0x00001FFF //13個(gè)GPIO口傳輸方向 傳輸字模數(shù)值到液晶顯示器數(shù)據(jù)上的子程序如下： void SendData(unsigned char date){ IOSET=data; IOCLR="data%26;amp;0x000000FF; } 備注：以上子程序?yàn)椴⑿袀鬏?，也可以用串行移位進(jìn)行傳輸，具體代碼如下： unsigned char i; for(i=0;i<8;i++){ //依次發(fā)送8位數(shù)據(jù) if((data%26;amp;0x80)!=0) //最高位為1，對應(yīng)口線置1 IOSET=IO_TURN; Else IOCLR=IO_TURN; //否則置0 data<<=1; //移到下一數(shù)據(jù)線 } IO_TURN=0x00000080; //8位數(shù)據(jù)傳輸完畢后，仍然將P0.7設(shè)為起始線 } 下面以左半屏來說明如何在屏幕上任意顯示16%26;#215;16點(diǎn)陣漢字。 傳送指令子程序如下： void wcodel(unsigned char code){ //送指令 IOSET=LCD_CS1; //開左屏

IOCLR=LCD_CS2; //關(guān)右屏 IOCLR=LCD_RW; //寫選擇 IOCLR=LCD_DI; //指令選擇 SendData(code); //依次將指令代碼傳到數(shù)據(jù)線上 IOSET=LCD_E; //模擬使能E下降沿 IOCLR=LCD_E; } 同理，只要把IOCLR=LCD_DI改為IOSET=LCD_DI便成傳送數(shù)據(jù)了。為便于區(qū)分，可將函數(shù)名改為wdata1(data)。 顯示左屏漢字子程序如下： void hzleft(unsigned char page,unsigned charrow,unsigned char number){ //形參分別為頁、列、漢字序號 unsigned char i,j; wcode1(0xc0); //設(shè)置12864從第1行顯示 wcode1(0x3f); //開顯示器 for(j=page;j reg[3:0]lock; //定義鎖存寄存器 always@(enable or data) begin if(!enable) //低電平鎖存 lock<=data; else //高電平開通鎖存 ，輸出8位 begin out_high=lock; out_low=data; end end endmodule 至于P0.5選通CS1、CS2，在另一always塊中用ifelse語句進(jìn)行判斷就可以了。 程序設(shè)計(jì)完成后，在WEBPACK中對用到的引腳進(jìn)行分配與鎖定，然后編譯。如果需要仿真的 埃?鴕?杓貧ゲ鬮件，可使用Xilinx公司推出的免費(fèi)仿真軟件MODELSIM。 對于上面的第二種方法，也可以考慮用CPLD設(shè)計(jì)稱位存儲器及時(shí)序控制。在復(fù)雜應(yīng)用中，加上CPLD不但可以令設(shè)計(jì)簡化，還可以使系統(tǒng)性能大大增加。 結(jié)語 對于無外部總線的Philips LPC210X，只能通過GPIO口模擬部連接液晶顯示器。但在設(shè)計(jì)過程中，可以考慮通過串行轉(zhuǎn)換或CPLD分部連接的方法減少GPIO口的使用，以便充分利用LPC210X的資源。不過沒有總線畢竟有所束縛，好在Philips即將推出的LPC22X4系列控制器開放了外部總線，相信當(dāng)這款芯片推出后，必將得到更多的關(guān)注。